MÉRSÉKELTÖVI CIKLONOK, TRÓPUSI CIKLONOK (HURRIKÁNOK) Breuer Hajni

Átírás

1 MÉRSÉKELTÖVI CIKLONOK, TRÓPUSI CIKLONOK (HURRIKÁNOK) Breuer Hajni

2 Miben különbözik a két képződmény? (az animációk alapján) Trópusi ciklon Mérsékelt övi ciklon

3 Miben különbözik a két képződmény? Hasonlóság: (az animációk alapján) Föld északi félekén Méret óramutató járásával Szerkezet ellentétes irányban forognak (további különbségek) Alacsony nyomású középpont a felszínen Különbség: Kialakulás módja Előfordulási hely Alkotó felhők Velejáró időjárás Élettartam

4 Mérsékeltövi ciklonok, anticiklonok

5 Felszíni energia egyensúly Egyenlítőre több, sarkokra kevesebb napsugárzás jut Energia hiány irányába áramlásnak kell lennie Légkör és óceán, mint szállító közeg Többlet Azt elemezzük, hogy a közepes földrajzi szélességeken hogyan történik a sarkok irányában a hőátvitel Nettó rövidhullámú Nettó hosszúhullámú Észak Földrajzi szélesség Dél

6 Felszíni energia egyensúly Egyenlítőre több, sarkokra kevesebb napsugárzás jut Energia hiány irányába áramlásnak kell lennie Légkör és óceán, mint szállító közeg Északi félteke

7 Az alsó légkör keresztmetszete

8 Futóáramlás (jet stream) 300 hpa hideg meleg

9

10

11 Az általános légkörzési modell futóáramlások (jet stream-ek)

12 Január, átlagos zonális (K-NY) szél vertikális metszete

13 Július, átlagos zonális szél vertikális metszete

14 A FŐ FRONTÁLZÓNÁK ÁLTALÁNOS ELHELYEZKEDÉSE AZ ÉSZAKI HEMISZFÉRÁN A cellák rendszerében 2 nyugatias jet: - A frontálzónák és a tropopauza szögletében helyezkednek el, - Mindkét jetnél törik a tropopauza, - Míg a szubtrópusi mindig ugyanott helyezkedik el, addig a poláris széles sávban mozog (évszakosan)

15 A poláris frontálzóna elhelyezkedése Az 500 hpa-os magassági szint hőmérsékleti eloszlása

16 A poláris frontálzóna elhelyezkedése Az 500 hpa-os magassági szint hőmérsékleti eloszlása

17 A FŐ FRONTÁLZÓNÁK ÁLTALÁNOS ELHELYEZKEDÉSE AZ ÉSZAKI HEMISZFÉRÁN

18 A polár front északi oldalán hideg, déli felén meleg levegő halmozódik fel. A hőmérséklet különbség hatására egy hullám alakul ki a polár fronton. A hullám egyre erősödik és a közepén csökken a légnyomás. Közben az egész örvény kelet felé helyeződik át. A gyorsabban mozgó hidegfront utoléri a melegfrontot. Megkezdődik a frontok összezáródása. CIKLOGENEZIS A hideg- és melegfront összezáródása során a ciklon a talajon fokozatosan egy hideg légörvénnyé válik, majd lassan leépül.

19 Mérsékeltövi ciklonok szerkezete (Bjerkness, 1905)

20 Tengerszinti légnyomás (hpa) A légnyomás alakulása Közeledik a front Távolodik a front 4 mérőhely, USA (WI, MI) nov. 9. nov. 10. nov. 11.

21 11 Nov 7 am Fig

22 Ciklonok tulajdonságai Alak Közelítően kerek alakzatok (alacsony légnyomás minimum középen) Több száz / több ezer millió km 2 -nyi képződmények Izobárok alakja elliptikus; tengelyarány: 1:1,8 Átmérő (1013 hpa-nál számítva) Atlanti-óceán, Európa: 3200 km Észak-Amerika: 2500 km Cikloncsaládok átmérője sokkal nagyobb Mélysége függ a fejlődési stádiumtól Trópusokon kívül néha 935 hpa (inkább 940/ hpa) Északi hemiszférán legmélyebbek Izlandnál Ciklon belsejében az izobárok sűrűbbek A hőmérséklet eloszlás aszimmetrikus A vertikális metszetben az izobárfelületek sokféle elrendeződésűek Gyakoriságuk Atlanti-óceán, Európa térségében: 60 cikloncsalád / év Télen nagyobb, mint nyáron

23 A mérsékeltövi ciklonok élettartama Felszíni Légnyomás - izobárok (folytonos) Hőmérséklet izotermák (szaggatott) Forrás: Petterssen, Weather Analysis and Forecasting

24 Magassági mezők (pl.: AT500) izovonalai Megfigyelhető, hogy a magasabb szinteken kialakult nyereg áthelyeződik a felszíni alacsonynyomástól nyugati irányba Forrás: Petterssen, Weather Analysis and Forecasting

25

26 Légtömegek áramlása ciklonban

27 Műholdfelvételek a mérsékeltövi ciklonokról Nyitott állapot: felhőkkel a meleg és hideg frontok felett, s derült idővel a meleg szektorban Okkludált fázis Érett fázis Forrás: Hobbs

28 Mérsékeltövi ciklonok fázisainak beazonosítása műholdképről okkludált fázis érett fázis Forrás: Cotton and Anthes

29 Itt hol található a felszíni alacsonynyomású központ? Hol vannak a frontok?

30 Mérsékeltövi ciklon frontrendszere: Hideg front, meleg front, okkludált front

31 Infravörös (IR) tartományú műholdkép egy mérsékeltövi ciklonról

32 Vízgőztartalmat becslő műholdkép egy mérsékeltövi ciklonról

33

34 Magas nyomású légköri képződmények - anticiklon

35 Anticiklon - ciklon Magas nyomású központ Felszíni nyomás: hpa Nagy skálájú leáramlás Átmérő: km Kis nyomási gradiens => alacsony szélsebesség Zárt izobárok mentén, középtroposzférában óramutató járásával megegyező az áramlás Időjárás évszaktól függő: Télen: köd Nyáron: lokális zivatarok Alacsony nyomású központ Felszíni nyomás: hpa Nagy skálájú feláramlás Átmérő: km Nagy nyomási gradiens => nagy szélsebesség Zárt izobárok mentén, középtroposzférában óramutató járásával ellentétes az áramlás Időjárás frontokhoz kötődik

36 TRÓPUSI CIKLONOK, HURRIKÁNOK

37 Hurrikánok Trópusi ciklonok elnevezései: hurrikánok a nyugati félgömbön, tájfunok a Csendes óceán nyugati részén, illetve Ázsia partvidéki zónájában A Gladys hurrikán, az Apollo 7 űrhajóról ciklonok az Indiai óceán térségében

38 A trópusi ciklonok előfordulási területei Miért csak itt?

39 A tengerfelszín hőmérséklet magasabb, mint 27 o C Hőmérsékleti küszöbérték

40 A HURRIKÁNOK KIALAKULÁSÁNAK TOVÁBBI FELTÉTELEI Az Egyenlítő közelében nem alakulnak ki hurrikánok (>5 fok földrajzi szélesség) Hurrikánok nem alakulnak ki szárazföldek felett

41 Hurrikánok ábrázolása Időjárási térképeken Hurrikán trajektóriákkal

42 Eltérések a mérsékeltövi és a trópusi ciklonok megjelenése közt Mérsékeltövi ciklon Trópusi ciklon

43 Andrew hurrikán (Miami, USA) augusztus 24. Kár: 30 milliárd USD Emberáldozat: 23 fő Nagy volt, de nem a legnagyobb.

44 A trópusi ciklonok elemei Szem: a központi legkisebb nyomású terület, kis szél és leszálló mozgás jellemzi Szem körüli fal: a legnagyobb szél és a leghevesebb eső gyűrűje Spirális karok: gyengébb szél, esetenként erős csapadékkal

45 A hurrikánok alakja Erős, nagykiterjedésű Cumulonimbus (Cb) felhő, koncentrikus kőrkörös elrendeződésben. A magasban Cirrus (Ci) felhők jelzik előre a vihart. Átmérője átlagosan 1000 km (forrás: NOAA, National Weather Service). Fotó: Mitch Hurrikán, , NOAA.

46 A HURRIKÁNOK VERTIKÁLIS METSZETE

47 A HURRIKÁNOK VERTIKÁLIS METSZETE szétáramlás magas légnyomás szétáramlás párolgás energia utánpótlás alacsony légnyomás szem csapadéksávok

48 A HURRIKÁNOK VERTIKÁLIS METSZETE Katrina hurrikán TRMM műholdas mérés

49 A hurrikánok vertikális szerkezete Az Olívia hurrikán belsejében, a szem körüli fal (eyewall) Forrás: NOAA P-3 hurricane hunter image

50 EGY MÉRŐREPÜLŐ SZEPT. 13-ÁN ÁTREPÜLT A FLOYD HURRIKÁN BELSŐ SZEKTOÁN

51 A trópusi ciklonok fajtáinak definíciói: 1. Trópusi depresszió szél <40 mph ~ 64 km/ó 2. Trópusi vihar szél mph ~ km/ó 3. Hurrikán I. kategória: szél mph ~ km/ó II. kategória: szél mph ~ km/ó III. kategória: szél mph ~ km/ó IV. kategória: szél mph ~ km/ó V. kategória: szél 155 mph ~ 248 km/ó felett

52 A hurrikánok és a trópusi viharok nem gyakoriak, mégis itt egy példa mikor egyidőben 4 volt látható Trópusi vihar (Emília) Hurrikán Trópusi vihar Trópusi háborgás

53 Egy hurrikán pályája és élettartama Georges Hurrikán szept.

54 A harmadik leghosszabb életű trópusi ciklon az Atlanti-óceánon (3 hét) ALBERTO LESLIE HELENE ISAAC LESLIE BERYL NADINE DEBBY UNNAMED KEITH HELENE JOYCE JOYCE ISAAC ALBERTO

55 IV. Kategóriájú hurrikán, mely mérsékeltövi viharrá alakulva Európát is érintette (haláleset Skóciában)

56 Hurrikánok hatásai: Szél: A legtöbb kárt a szél okozza. Vihar károk: A történelem során hihetetlen pusztítások voltak, ma gyors kitelepítésekkel védekeznek ellene. Esőzések és belterületi árvízek: A szélkároknál több ember áldozatot követel, de az okozett anyagi kár kevesebb. Az adott körzet infrastruktúrájának az összeomlása a legproblematikusabb.

57 Hurrikánok hatásai a szigeteken:

58 A HURRIKÁNOKHOZ KAPCSOLÓDÓ HALÁLESETEK SZÁMA ÉS AZ OKOZOTT KÁROK A XX. SZÁZADBAN Galveston Hugo Andrew

59 MILYEN A FORMÁJA A TRÓPUSI CIKLONOKNAK? MEG TUDJUK-E ÁLLAPÍTANI MŰHOLDFELVÉTELEK ALAPJÁN, HOGY MELYEK A LEGVESZÉLYESEBBEK?

60 Ezek közül melyik a legerősebb?

61 Nagyon nehéz a hurrikánok pályáját előrejelezni

62 Hurrikán útvonal előrejelzések: különböző modellfuttatások (NWP-k) gyakran eltérnek

63 Trópusi és mérsékeltövi ciklonok összehasonlítása kialakulás és előfordulás Trópusi ciklon: Egyenlítő környékén Magas tengerfelszín hőmérséklet Szárazföld (vagy hideg vízfelszín) felett megszűnik Mérs.övi ciklon: Közepes földrajzi szélességen Polárfront (nagy hőmérséklet gradiens)

64 Trópusi és mérsékeltövi ciklonok összehasonlítása - szerkezet

65 Trópusi és mérsékeltövi ciklonok összehasonlítása - szerkezet

66 Trópusi és mérsékeltövi ciklonok összehasonlítása - szerkezet Trópusi ciklon: Nincsenek frontok Középpontja legmelegebb Középpontjában felszínen alacsony, magasban magas nyomás uralkodik Felszíni alacsony légnyomás értékei kifejlett viharnál: hpa Mérs.övi ciklon: Vannak frontok Hidegfront és melegfront közötti terület a legmelegebb Ciklon vertikális tengelye mentén alacsony nyomású a központ Felszíni alacsony légnyomás értékei kifejlett ciklonnál: hpa

67 Trópusi és mérsékeltövi ciklonok összehasonlítása méret és gyakoriság Trópusi ciklon: Átmérő: km Tengelyarány: 1:1 Évente: hurrikán Élettartam: néhány nap 2-3 hét Északi-féltekén: június november időszakban fordulnak elő (augusztus/szeptemberi maximum) Mérs.övi ciklon: Átmérő: km Tengelyarány: 1:1,8 Évente: 60 cikloncsalád Élettartam: 5-10 nap Télen gyakoribbak, mint nyáron

68 Trópusi és mérsékeltövi ciklonok összehasonlítása felhőzet és időjárás Trópusi ciklon: Felhőzete: gomolyfelhőkből áll, tetején cirrus felhőzettel Időjárás: hurrikán szeme mentén akár 200 km/h-ás szélsebességek is előfordulnak rövid idő alatt (1000 mm/nap) sok csapadékot okoz áradások miatt szigetvilágokat rombolhat le Mérs.övi ciklon: Felhőzete: mindenféle felhő előfordul benne Időjárás: rövid idő alatt sok csapadék (100 mm/ 6 óra) hidegfrontok mentén megjelenő zivatarokhoz kapcsolódik hosszú idő alatt sok csapadék (100 mm/ 2 nap) okklúziós front gyors fejlődésű ciklonnál szélviharokra számítani kell